单片机与单总线A／D转换器DS2450的接口设计

　　对于一线端口，在ROM功能建立之前，其它功能是无法实现的。总线控制器必须首先通过DATA引脚为DS2450提供一个ROM功能控制命令（8位）。它的7个功能控制命令为：
（1）读ROM，命令字［33H］；
（2）匹配ROM［55H］；
（3）搜索ROM［F0H］；
（4）跳过ROM［CCH］；
（5）条件搜索ROM［ECH］；
（6）超速跳过ROM［3CH］；
（7）超速匹配ROM［69H］。
　　其中超速跳过ROM或超速匹配ROM命令执行后可使串行通信速率高达142kbps。如果多个器件连接在一线上，这些命令可对每个器件的64位ROM 部分进行操作，并挑选出一个特定的器件。然后对选中的DS2450执行下一步的A／D转换控制命令以及读写存储器命令，所有命令或数据的读／写均从最低位开始。
1．3 存储器
　　DS2450内部有24个地址相连的8位存储器，可将其分成3页，每页8字节。第0页为A／D转换结果存储器，每个通道占2个字节共16位。当芯片上电复位时，该页清0；第1页为A／D转换控制与状态存储器；第2页为各通道输入高／低限报警值存储器。
2 转换与读／写控制
2．1 转换控制
　　DS2450的转换控制首先通过其DATA端串行送出转换命令字［3CH］，然后送出通道选择字和预置控制字，最后启动A／D转换器进行转换。DS2450的通道选择字和预置控制字的各位含义如表1所列。
　　在通道选择字中，对应位为1表示该通道参与转换。在同时选择多个通道时，其转换顺序为A→B→C→D，未选中的通道将被跳过。其A／D转换的时间可近似为：
　　转换时间＝通道数×转换精度位数×80μs＋160μs。
　　当所有通道转换完毕后，系统将发出读存储器命令以获得转换结果和对应的状态。
　　预置控制字可用于对相应通道的转换结果存储器进行预置。当SET、CLR＝00时，为不预置，即保持上次转换值；当SET、CLR＝01时，转换前预置为全0；当SET、CLR＝10时，预置为全1；而
SET、CLR＝11为无效组合。

2．2 存储器读／写控制
　　读存储器命令可用于读取转换结果、工作状态和门限设定值等。总线管理器首先送出读存储器命令字［AAH］，然后送出两字节的16位“起始数据”存储器地址，并在总线上读取一个字节的数据后，地址自动加1，紧接着读取下一个数据；当一页读完后，随后读取的两个字节为内部自动产生的16位循环冗余校验码，它是由前面送出的命令字、地址和读取的存储器数据并根据下列表达式生成的：
CRC16＝X¹⁶＋X¹⁵＋X²＋1
　　写存储器命令主要针对第1页和第2页存储器，其目的是写入各通道的工作方式控制字和对应通道的高、低门限设定值。总线管理器首先送出写存储器命令字［55H］，然后送出两字节的16位存储器起始地址，接着逐个送出要写入的数据，其地址也是自动加1。若在刚写完一个数据后执行读操作，读出的数据应刚好为前一次写入的数据，可利用这一特点对写入和读出的数据进行比较，以判断传输的正确性。
　　如果在软件校验时发现读／写中的传输错误，则必须对DS2450芯片进行初始化，并重新进行读／写操作。
2．3 DS2450的工作时序
　　DS2450的一线工作协议流程是：初始化→ROM功能命令→存储器读写／转换控制功能命令→传输数据。其工作时序包括初始化时序、写时序和读时序，图2给出了普通工作模式下的工作时序。
3 DS2450与单片机的典型接口设计
　　图3是MCS－51系列单片机与DS2450的典型连接电路。其中DS2450的DATA端接AT89C51的P1．0，该电路采用外接电源供电方式，其DS2450的VCC端用 5V电源供电。此例仅对D通道进行A／D转换，AIN－D接模拟信号输入；AIN－A和AIN－B外接上拉电阻到电源，其输出可作为D通道的高、低限报警信号。
如果单片机系统所用的晶振频率为12MHz，那么可根据DS2450的初始化时序、写时序和读时序来分别编写三个子程序：其中INIT为初始化子程序，可用于发送复位脉冲并接收存在脉冲；WRITE为写（命令或数据字节）子程序；READ为读数据子程序。所有要读写的命令或数据字节均被放在A寄存器中。